新型传感器材料可同时改变颜色和磁性

日本研究人员开发出一种可在暴露于蒸汽时同时改变颜色和磁性的材料...

日本北海道大学(University of Hokkaido)的科学家开发了一种新颖的镍错合物，当暴露于甲醇蒸汽时，它会改变颜色和磁性。 这种新材料不仅能作为化学传感器使用，未来还可能进一步开发为可重复写入的内存组件。

由挥发性有机化合物蒸汽或无机气体所引发的物质色彩变化现象称为“蒸汽显色”(vapochromism)。 它通常用于明显地表现出气体的存在，但是对于颜色和其他属性变化(例如磁性)进行同步的材料研究，可望带来更广泛的应用。

这项研究由北海道大学教授加藤昌子(Masako Kato)带领，研究人员们着重于开发能在暴露于蒸汽时同时改变颜色和磁性的材料。 迄今为止，已知一些铁错合物在室温下会在“顺磁性”和“反磁性”之间切换磁性，但是当温度较低时通常恢复至稳定状态。

该研究团队专注于镍(II)-类醌错合物。 加藤昌子指出，“当错合物的协调结构发生变化时，磁性随之改变，我们假定溶剂蒸汽可以直接与镍离子结合，错合物同时改变其颜色和磁性。”

根据这项研究，将镍(II)-类醌错合物置于高密度的甲醇蒸汽环境中。 一旦甲醇分子与错合物结合，其协调结构被转化，随后颜色从深紫色变成橙色。 而当暴露于乙醇和氯仿等蒸汽时，甲醇分子从错合物中分离出来，使其颜色反转成深紫色。 当甲醇分子从错合物中移除后，它将会从顺磁性转变为反磁性，两种状态都能保持在较宽的温度范围内。

加藤昌子表示：“由于镍错合物与乙醇和甲醇分别表现不同的反应，因此可以用于未来作为甲醇备选的传感器材料。”